EP0377174A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerstäuben und Vernebeln von flüssigen Stoffen - Google Patents

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EP0377174A2
EP0377174A2 EP19890123659 EP89123659A EP0377174A2 EP 0377174 A2 EP0377174 A2 EP 0377174A2 EP 19890123659 EP19890123659 EP 19890123659 EP 89123659 A EP89123659 A EP 89123659A EP 0377174 A2 EP0377174 A2 EP 0377174A2
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EP
European Patent Office
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pressure
liquid substance
pascal
liquid
atomized
Prior art date
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Withdrawn
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EP19890123659
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English (en)
French (fr)
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EP0377174A3 (de
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Georg Ronge
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BUESSELMANN, MANFRED
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/32—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages in which a valve member forms part of the outlet opening
    • B05B1/323—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages in which a valve member forms part of the outlet opening the valve member being actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/002—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to reduce the generation or the transmission of noise or to produce a particular sound; associated with noise monitoring means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/001—Particle size control
    • A61M11/002—Particle size control by flow deviation causing inertial separation of transported particles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/0086—Inhalation chambers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/42—Reducing noise

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for atomizing and atomizing liquid substances for inhalation purposes.
  • aerosols are produced by means of air flow, blowers or by centrifugal atomizers.
  • the known inhalation methods are used to bring the essence of a liquid substance after its conversion into aerosol by inhalation to the surfaces of the bronchi and bronchioles, where the atomized liquid exerts its therapeutic effect.
  • the aim of the present invention is to provide a novel method and a device for atomizing and atomizing liquid substances, the particles being absorbed particularly well by inhalation.
  • the liquid body to be atomized is compressed so strongly with a pressure of 300 to 800 x 105 Pascal that its volume is reduced. In contrast to gases, such volume-changing compression is only possible through very high pressures. If this liquid body compressed in this way is released into the normal atmosphere of 10 (Pascal (1 bar), the liquid body explodes into the smallest parts due to its high internal pressure and atomizes into a very fine mist.
  • the liquid substance to be atomized preferably contains vitamins, in particular vitamins A, B, C and / or E and optionally additionally lecithin.
  • vitamins or the lecithin mentioned are dissolved in a suitable dosage in a liquid, such as water, preferably oil.
  • liquids of high viscosity in particular oils, which could not be atomized sufficiently by the previously known methods, can be atomized into very fine particles.
  • oily or oil-dissolved substances such as vitamins A and E can be atomized.
  • vegetable oil such as peanut oil, in which vitamins e.g. A and E are included, atomized.
  • the liquid substance advantageously contains 0.5 to 5% by weight of vitamin A and / or 0.5 to 5% by weight of vitamin E.
  • a mixture of peanut oil with 2.5% by weight of vitamin A is particularly preferred.
  • a mixture of peanut oil with 1.25% by weight of vitamin A acetate and 0.5% by weight of vitamin E tocopherol is particularly preferred.
  • the substance to be atomized is compressed with a pressure of 300 to 800 x 105 Pascal.
  • the set pressure depends on the liquid substance to be atomized. Above a certain pressure, the state of the individual liquids changes, i.e. the volume decreases. Liquids with a higher viscosity require a higher pressure.
  • This pressure required for atomizing the liquid substances is for viscous liquids, e.g. organic oils, between 500 and 800 x 105 Pascal.
  • a pressure of 300 to 500 x 105 Pascal, preferably 430 x 105 Pascal is set.
  • the conductivity e.g. of a salty liquid jet, causes an instantaneous voltage breakdown in the event of an electrical voltage between the receiver and the nozzle.
  • this liquid is atomized by the method according to the invention, the liquid body atomized in this way does not have any breakdown energy directly at the outlet opening after leaving the opening of the compression space, and a high-voltage electrode which is arranged directly in front of the opening of a compression space loses in the atomization of saline liquid no tension compared to the suitable compression unit.
  • the particles with a size of about 0.5 to 10 microns, preferably about 1 microns generated, that is, a mm3 of liquid is broken up into a billion particles.
  • the particles produced have a potential which is the same for all particles, so that the particles repel one another in the fog.
  • the potential of the particles, ie the atomized liquid droplets, is different from the potential of the environment and the droplets are preferably positively charged.
  • the process according to the invention can be carried out until the desired amount of a liquid substance has been atomized.
  • the liquid substance to be atomized after the liquid substance to be atomized has been compressed, only a portion of approximately 0.25 ml is released into the normal atmosphere and thereby atomized, this process being repeated several times, for example 200 times.
  • the device according to the invention comprises a compression space which can withstand a pressure of 300 to 800 x 105 Pascal for compressing the liquid, with one or more small openings, with a certain internal pressure of the liquid of e.g. 600 to 800 x 105 Pascal (1 bar) when the liquid emerges through this opening, the pressure of the liquid inside the compression space does not fall below a desired pressure of e.g. 550 x 105 Pascal drops.
  • the liquid entered in the compression space is explosively torn apart as it exits through the fine openings due to the high pressure drop into the desired fog particles.
  • the pressure is generated by a high-pressure pump, which conducts the liquid substances via a line to the compression chamber.
  • these controlled nozzles open automatically at an upper pressure and close again automatically at a lower pressure.
  • the upper limit is preferably between 500 and 800 x 105 Pascal and the lower limit is preferably adjustable between 300 and 600 x 105 Pascal.
  • the size of the compression space can preferably be adjusted, as a result of which the amount of the liquid to be atomized dispensed can be changed at a fixed upper and lower pressure value.
  • the controllable nozzle is arranged on a mist pot, so that the atomized liquid is released into the mist pot.
  • the mist pot is preferably a cylinder with a base and cover part.
  • a supply air opening and an outlet opening are provided on the mist pot, each of which is preferably equipped with a silencer.
  • the mist pot serves on the one hand for the uniform distribution of the atomized liquid and on the other hand for sound insulation of the nozzle arrangement.
  • a suitable mouthpiece or a breathing funnel is preferably arranged at the outlet opening, via which the atomized liquid can be inhaled.
  • a one-way valve is arranged in the mouthpiece, which opens only when air is drawn in from the mist pot. In the other direction it locks and thus prevents air from outside, e.g. the exhaled air can get into the mist pot. This advantageously prevents contaminants from getting into the mist pot.
  • the method and the device according to the invention have the particular advantage that a very fine mist is generated for inhalation, with which the substance suitable for therapy can be inhaled directly.
  • a wide variety of substances can be brought to the surfaces of the alveoli, the alveoli. They are absorbed by them, resorbed, to a certain extent "digested” and thus get directly into the arterial blood.
  • the lungs are an excellent "digestive organ" of the living organism. In the same way as the huge surfaces of the leaves of plants, it allows the immediate absorption of substances in the air. If the entire digestive tract is completely bypassed, this allows the possibility of introducing substances into the arterial bloodstream, which can thus be transported to every organ and to every part of the organism. By inhaling the densest, concentrated mist of the liquid substances it is achieved that in a short time, e.g. After just a few breaths in about 1 minute, effective amounts of the substance can be transported into the alveoli and then directly into the bloodstream.
  • the present invention has the advantage that, due to the fineness of the mist, the droplets are incomparably respirable, the density of the mist can be controlled as desired, and there are no practical limits to the amount of liquid to be atomized.
  • the present invention is characterized in particular by the technical effect that occurs. That is, there is a special attraction (affinity) between the atomized liquid droplets on the one hand and the pulmonary alveoli on the other hand due to the different potentials. Because of this attraction, the droplets are well received by the alveoli.
  • the droplets are preferably positively charged, while the cells of the pulmonary alveoli are negatively charged. The smaller the drops, the greater the effect of the attraction. On the one hand the mobility of the drops is greater and on the other hand the charge per unit of mass is greater.
  • Foci of disease in the organism can be treated therapeutically by inhalation of the mist of vegetable oil, for example peanut oil, provided with the vitamins A and E dissolved therein.
  • the effectiveness of the method and the device according to the invention has been confirmed in tests.
  • the method according to the invention is also suitable for producing an inhalation mist for the treatment of the bronchi and bronchioles, for asthmatic diseases and other ailments which are otherwise difficult to treat.
  • the method can also be used for the inhalation of substances that achieve a significant increase in well-being, freedom from pain, sleep resistance and an increase in physical and mental performance. The process works centrally on the whole organism.
  • the method according to the invention is also outstandingly suitable for atomizing and atomizing water-soluble substances in water.
  • the mixture can be nebulized for inhalation purposes, for example sea salt solution solutions or brines in bathing resorts, in the sauna and to intensify the salt effect.
  • the preferred embodiment shown comprises a compression chamber 10 with a self-controlled nozzle arrangement 20, 22, 24.
  • the liquid to be atomized is conveyed out of the high-pressure pump 30 via a high-pressure pipe 32.
  • This pump can be a piston or gear pump.
  • the compression space or the chamber 10 is arranged in a pressure vessel 12, which is connected to the high-pressure pipe 32 via a channel 14.
  • the chamber 10 has a cylindrical shape and its delimitation is formed by a piston 16, which has a conical shape and closes an opening 22 of the pressure vessel 12.
  • the piston 16 is movable in the housing 12 and is under the influence of an acting force, for example a spring 17 and a screw 18, by means of which the spring can be regulated.
  • the transported liquid thus reaches a high pressure, which is regulated by the spring 17, held by a plate 19 and the piston 16, so that the acting force of the spring 17 presses the piston 16 against the opening 22 of the pressure vessel.
  • the opening 22 preferably has a diameter between 0.1 and 0.25 mm, while the pressure piston 16 acting in the pressure vessel 12 has a diameter of 6 mm. If the piston is larger, the opening 22 can also be chosen larger.
  • the escaping liquid is atomized explosively at pressures of 300 to 800 x 105 Pascal or even higher pressures.
  • the resulting mist is so homogeneous and fine that it is not necessary to filter larger particles.
  • a larger number of openings 22 in connection with the movable piston and its closing surface 24 can also be used. However, the cross sections of a larger number of openings together should not be larger than the opening cross section of the one opening.
  • the device comprises a mist pot 40 in the form of a hollow cylinder with an attachable cover and base part.
  • the nozzle 20 is arranged on the bottom part of the mist pot 40 so that the atomized liquid gets into the mist pot.
  • the mist pot is preferably made of a plastic such as acrylic and has a wall thickness of approximately 1 cm. The fact that the lid and base part is easily removable and re-attachable, the mist pot can be cleaned without difficulty.
  • a first muffler 44 is arranged on the supply air opening 42 and has, among other things, a dust filter 46 on the inside and serves on the one hand for air filtration and on the other hand for sound insulation.
  • a second muffler 50 is arranged, which is also used for sound insulation. The noise emanating from the controllable nozzle can advantageously be damped by the silencers.
  • the second muffler 50 consists essentially of a hollow cylinder, the diameter of which is smaller than the diameter of the mist pot 40, the base and cover parts of which each have an opening.
  • a mouthpiece 60 is connected via a hose 56.
  • a valve 62 is installed in the interior of the mouthpiece 60 and opens in one direction when the air from the mist pot 40 is directed to the mouthpiece and closes in the opposite direction. This advantageously prevents outside air, for example the exhaled air from the mouthpiece from getting back into the mist pot.

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Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung zum Zerstäuben und Vernebeln von flüssigen Stoffen dient insbesondere zum Herstellen von Nebeln für Inhalationszwecke. Dabei wird der zu zerstäubende flüssige Stoff derart hoch komprimiert, daß sein Volumen verringert wird und dann explosionsartig in die normale Atmosphäre entlassen wird. Durch den inneren hohen Druck wird der flüssige Stoff in kleinste Teilchen zerrissen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerstäuben und Vernebeln von flüssigen Stoffen zu Inha­lationszwecken.
  • Bei den bisher bekannten Verfahren zur Aerosol-Herstellung werden Aerosole mittels Luftstrom, Gebläsen oder durch Zen­trifugal-Zerstäuber hergestellt. Die bekannten Inhalations­verfahren werden eingesetzt, um die Essenz einer flüssigen Substanz nach ihrer Umwandlung in Aerosol durch Einatmung an die Oberflächen der Bronchien und Bronchiolen zu bringen, wo die zerstäubte Flüssigkeit ihre therapeutische Wirkung aus­übt.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Ver­fahren und eine Vorrichtung bereitzustellen zum Zerstäuben und Vernebeln von flüssigen Stoffen, wobei die Teilchen durch Inhalation besonders gut aufgenommen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zeichnen sich aus durch die Merkmale der Patentansprüche.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung wird der zu vernebelnde Flüssigkeits-Körper mit einem Druck von 300 bis 800 x 10⁵ Pascal so stark komprimiert, daß sein Volumen verringert wird. Anders als bei Gasen gelingt solch eine volumenändernde Kompression nur durch sehr hohe Drücke. Wird dieser so komprimierte Flüssigkeits-Körper in die nor­male Atmosphäre von 10⁵ Pascal (1 bar) entlassen, so explo­diert der Flüssigkeits-Körper durch seinen inneren hohen Druck nach allen Richtungen hin in kleinste Teile und zer­stäubt zu einem sehr feinen Nebel.
  • Der zu zerstäubende flüssige Stoff enthält vorzugsweise Vitamine, insbesondere Vitamin A, B, C und/oder E und gege­benenfalls zusätzlich Lecithin. Die genannten Vitamine bzw. das Lecithin sind in geeigneter Dosierung in einer Flüssig­keit, wie Wasser, vorzugsweise Öl gelöst.
  • Erfindungsgemäß können vor allem auch Flüssigkeiten hoher Viskosität, insbesondere Öle, die von den bisher bekannten Verfahren überhaupt nicht ausreichend vernebelt werden konn­ten, in feinste Teilchen zerstäubt werden. Insbesondere kön­nen dadurch ölige oder ölgelöste Substanzen wie Vitamin A und E zerstäubt werden.
  • Vorzugsweise wird pflanzliches Öl, wie Erdnußöl, in dem Vitamine z.B. A und E enthalten sind, zerstäubt.
  • Vorteilhafterweise enthält der flüssige Stoff 0,5 bis 5 Gew.-% Vitamin A und/oder 0,5 bis 5 Gew.-% Vitamin E. Beson­ders bevorzugt ist eine Mischung von Erdnußöl mit 2,5 Gew.-% Vitamin-A-Acetat und 4 Gew.-% Vitamin-E-Tocoferol.
  • Insbesondere bevorzugt ist eine Mischung von Erdnußöl mit 1,25 Gew.- % Vitamin-A-Acetat und 0,5 Gew.- Vitamin-E-­Tocoferol.
  • Erfindungsgemäß wird die zu zerstäubende Substanz mit einem Druck von 300 bis 800 x 10⁵ Pascal komprimiert. Der einge­stellte Druck ist abhängig von dem zu zerstäubenden flüssi­gen Stoff. Oberhalb eines bestimmten Drucks erfolgt für die einzelnen Flüssigkeiten eine Zustandsänderung, d.h. das Vo­lumen verringert sich. Flüssige Stoffe mit einer höheren Viskosität erfordern einen höheren Druck. Dieser für die Vernebelung der flüssigen Stoffe notwendige Druck beträgt für viskose Flüssigkeiten, z.B. organische Öle, zwischen 500 und 800 x 10⁵ Pascal. Für wäßrige Flüssigkeiten, z.B. für salzige Lösungen, wird ein Druck von 300 bis 500 x 10⁵ Pas­cal, vorzugsweise 430 x 10⁵ Pascal eingestellt.
  • Wird eine Flüssigkeit mit einem zu niedrigem Druck, z.B. mit 100 x 10⁵ Pascal komprimiert, so erfolgt nicht die explosionsartige Zerstäubung des Stoffes, statt dessen tritt wie bei der Dieseleinspritzanlage ein geschlossener Strahl der Flüssigkeit aus der Düse aus. Durch die Wahl des ge­eigneten Drucks, je nach Viskosität der Substanz-Flüssig­keit, entsteht statt des "Diesel"-Strahls der gewünschte Ne­bel.
  • Auch die Leitfähigkeit, z.B. eines salzhaltigen Flüssig­keitsstrahles, besorgt bei einer elektrischen Spannung zwi­schen Empfänger und Düse sofort einen Zusammenbruch der Spannung. Wird aber diese Flüssigkeit nach dem erfindungsge­mäßen Verfahren zerstäubt, so besitzt der so vernebelte Flüssigkeitskörper nach Verlassen der Öffnung des Kompres­sionsraumes auch unmittelbar an der Austrittsöffnung keine Durchschlagsenergie, und eine Hochspannungselektrode, die unmittelbar vor der Öffnung eines Kompressionsraumes ange­ordnet ist, verliert bei der Vernebelung salzhaltiger Flüs­sigkeit keinerlei Spannung gegenüber dem geeigneten Kompres­sionsaggregat.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Teilchen mit einer Größe von etwa 0,5 bis 10 µm³, vorzugsweise etwa 1 µm³ erzeugt, d.h., daß ein mm³ Flüssigkeit in eine Milliarde Teilchen zerrissen wird. Erfindungsgemäß weisen die erzeug­ten Teilchen ein Potential auf, das für alle Teilchen gleich ist, so daß sich die Teilchen im Nebel gegenseitig abstoßen. Das Potential der Teilchen, d.h. der zerstäubten Flüssig­keitströpfchen ist verschieden von dem Potential der Umge­bung und die Tröpfchen sind vorzugsweise positiv geladen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann solange durchgeführt werden, bis die gewünschte Menge eines flüssigen Stoffes zerstäubt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nachdem der zu zerstäubende flüssige Stoff komprimiert wurde, nur eine Teilmenge von etwa 0,25 ml in die normale Atmosphäre entlassen und dadurch zerstäubt, wo­bei dieser Vorgang mehrmals z.B. 200 mal wiederholt wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Kompressions-­Raum, der einem Druck von 300 bis 800 x 10⁵ Pascal zum Kom­primieren der Flüssigkeit standhält, mit einer oder mehreren kleinen Öffnungen, wobei bei einem bestimmten inneren Druck der Flüssigkeit von z.B. 600 bis 800 x 10⁵ Pascal (1 bar) beim Austritt der Flüssigkeit durch diese Öffnung der Druck der Flüssigkeit im Inneren des Kompressionsraums nicht unter einen gewünschten Druck von z.B. 550 x 10⁵ Pascal abfällt. Auf diese Weise wird die in dem Kompressionsraum eingegebene Flüssigkeit beim Austritt durch die feinen Öffnungen durch das hohe Druckgefälle in die gewünschten Nebelteilchen ex­plosionsartig auseinandergerissen. Der Druck wird von einer Hochdruckpumpe, die die flüssigen Stoffe über eine Leitung zum Kompressionsraum leitet, erzeugt.
  • Erfindungsgemäß öffnen diese gesteuerten Düsen selbsttätig bei einem oberen Druck und schließen wieder selbsttätig bei einem unteren Druck. Die obere Grenze ist vorzugsweise zwi­schen 500 und 800 x 10⁵ Pascal und die untere Grenze ist vorzugsweise zwischen 300 und 600 x 10⁵ Pascal einstellbar.
  • Vorzugsweise ist die Größe des Kompressionsraumes einstell­bar, wodurch die Menge der abgegebenen zu zerstäubenden Flüssigkeit bei einem fest eingestellten oberen und unteren Druckwert veränderbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die steuerbare Düse an einem Nebeltopf angeordnet, so daß die zerstäubte Flüssigkeit in den Nebeltopf entlassen wird. Der Nebeltopf ist vorzugsweise ein Zylinder mit einem Boden- und Deckelteil. Darüber hinaus sind am Nebeltopf eine Zuluftöff­nung und eine Auslaßöffnung vorgesehen, die vorzugsweise je­weils mit einem Schalldämpfer ausgestattet sind. Der Nebel­topf dient zum einen der gleichmäßigen Verteilung der zer­stäubten Flüssigkeit und zum anderen der Schallisolation der Düsenanordnung. Bevorzugt ist an der Auslaßöffnung ein ge­eignetes Mundstück bzw. ein Atemtrichter angeordnet, über das die zerstäubte Flüssigkeit inhaliert werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist in dem Mundstück ein Einweg-Ventil angeordnet, das nur öffnet, wenn Luft aus dem Nebeltopf angesaugt wird. In der anderen Richtung sperrt es und verhindert somit, daß Luft von außen, z.B. die ausgeat­mete Luft in den Nebeltopf gelangen kann. Dadurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß Verunreinigungen in den Nebeltopf gelangen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung hat ins­besondere den Vorteil, daß zur Inhalation ein feinster Nebel erzeugt wird, mit dem die für die Therapie geeignete Sub­stanz unmittelbar eingeatmet werden kann. Es können Stoffe der verschiedensten Art, selbst hochviskose organische Öle und die in ihnen gelösten Substanzen, bis zu den Oberflächen der Alveolen, der Lungenbläschen, gebracht werden. Von die­sen werden sie aufgenommen, resorbiert, gewissermaßen "verdaut" und gelangen somit unmittelbar in das arterielle Blut.
  • Die Lunge ist ein ausgezeichnetes "Verdauungsorgan" des le­bendigen Organismus. In gleicher Weise wie die riesigen Oberflächen der Blätter von Pflanzen gestattet sie die un­mittelbare Aufnahme von in der Luft befindlichen Stoffen. Dies gestattet die Möglichkeit bei vollständiger Umgehung des gesamten Verdauungstraktes, Stoffe in die arteriellen Blutbahnen zu verbringen, die so an jedes Organ und an jede Stelle des Organismus transportiert werden können. Durch die Inhalation dichtester, konzentrierter Nebel der flüssigen Substanzen wird erreicht, daß in kurzer Zeit, z.B. schon nach einigen Atemzügen etwa in 1 Minute, wirkungsvolle Men­gen der Substanz in die Alveolen und dann unmittelbar in den Blutkreislauf transportiert werden können.
  • Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Feinheit des Nebels die Tröpfchen unvergleichlich lungengän­gig sind, die Dichte des Nebels beliebig gesteuert werden kann und der Menge der Flüssigkeit, die vernebelt werden soll, keine praktischen Grenzen gesetzt sind.
  • Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere durch den auftretenden technischen Effekt aus, d. h., daß zwischen den zerstäubten Flüssigkeitströpfchen einerseits und den Lungenalveolen andererseits aufgrund der unterschiedlichen Potentiale eine besondere Anziehung (Affinität) besteht. Aufgrund dieser Anziehung werden die Tröpfchen von den Alveolen ausgezeichnet aufgenommen. Vorzugsweise sind die Tröpfchen positiv geladen, während die Zellen der Lungen­alveolen negativ geladen sind. Die Wirkung der Anziehungs­kraft ist umso größer, je kleiner die Tropfen sind. Zum einen ist die Beweglichkeit der Tropfen größer und zum ande­ren ist die Ladung pro Masseeinheit größer.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, in 1 Mi­nute 15 ml der zu zerstäubenden flüssigen Stoffe in die Alveolen zu bringen, wo sie aufgenommen und resorbiert wer­den. Ein beachtlicher Teil der insgesamt inhalierten Sub­ stanz bleibt dabei an den Bronchialgefäßen haften, wird dort aufgenommen, und ein geringer Teil verläßt als sehr feiner, rauchartiger "Dampf" die Lunge wieder während der Ausatmung.
  • Die "alternative" Verabreichung von Stoffen über den Verdau­ungstrakt mit seinen substanzverändernden Säften und Enzymen - Magen, Bauchspeicheldrüse, Leber, Galle -, wird umgangen, so daß die Substanz "ungestört" und unverändert an alle Or­gane und Systeme des Gesamtorganismus transportiert wird. Sollen die obengenannten Verdauungswege umgangen werden, so bietet sich bisher lediglich die Möglichkeit der Injektion. Diese Applikationsmethode verbietet bekanntermaßen das Ein­bringen öliger Substanzen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ren können insbesondere öllösliche Substanzen ungestört dem Organismus zugeführt werden. Beispielsweise können Vitamine, z.B. A und E in möglichst diffuser, hauptsächlich molekula­rer Form an innere Organe, besonders an Epithele und Binde­gewebe, und an die nervalen und zentral-nervalen Systeme ge­führt werden. Krankheitsherde im Organismus können durch die Inhalation der erfindungsgemäß bereitgestellten Nebel von pflanzlichem Öl, z.B. Erdnußöl, mit den darin gelösten Vitaminen A und E therapeutisch behandelt werden. In Versu­chen hat sich die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfah­rens und der Vorrichtung bestätigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso geeignet zur Herstellung eines Inhala­tionsnebels für die Behandlung der Bronchien und der Bron­chiolen, bei asthmatischen Erkrankungen und anderen sonst schwierig zu therapierenden Leiden. Das Verfahren ist wei­terhin einsetzbar für die Inhalation von Stoffen, die eine wesentliche Steigerung des Wohlbefindens, der Schmerzfrei­heit, der Schlaffestigkeit und eine Steigerung der körperli­chen und geistigen Leistungen erreichen. Das Verfahren wirkt zentral am ganzen Organismus. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch hervorragend zum Zerstäuben und Vernebeln von wasserlöslichen Substanzen in Wasser. Das Gemisch kann zum Zwecke der Inhalation vernebelt werden, z.B. Meersalzlö­ sungen oder Solen in Badeorten, in der Sauna und zur Inten­sivierung des Salinen-Effektes.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels und der Zeichnung näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfin­dungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform umfaßt einen Kompressionsraum 10 mit einer selbstgesteuerten Düsenanord­nung 20, 22, 24. Die zu vernebelnde Flüssigkeit wird über ein Hochdruckrohr 32 aus der Hochdruckpumpe 30 befördert. Diese Pumpe kann eine Kolben- oder Zahnradpumpe sein. Der Kompressionsraum oder die Kammer 10 ist in einem Druckgefäß 12 angeordnet, wobei dieser über einen Kanal 14 mit dem Hochdruckrohr 32 in Verbindung steht. Die Kammer 10 hat in dem gezeigten Beispiel eine zylindrische Form und deren Ab­grenzung wird gebildet durch einen Kolben 16, der eine koni­sche Form hat und eine Öffnung 22 des Druckgefäßes 12 schließt. Der Kolben 16 ist in dem Gehäuse 12 beweglich und steht unter dem Einfluß einer wirkenden Kraft, z.B. einer Feder 17 und einer Schraube 18, durch welche die Feder regu­liert werden kann. Die transportierte Flüssigkeit erreicht so einen hohen Druck, der durch die Feder 17 reguliert wird, gehalten durch eine Platte 19 und den Kolben 16, so daß die wirkende Kraft der Feder 17 den Kolben 16 gegen die Öffnung 22 des Druckgefäßes drückt. Gelangt jetzt die im Raum 10 hochkomprimierte Flüssigkeit durch die Öffnung 22 nach außen, so vollzieht sich der explosionsartige Prozeß, her­vorgerufen durch den Druckunterschied der in der Kammer 10 herrschenden Kompression und dem hinter der Öffnung 22 vor­gefundenen Außendruck. Vorzugsweise hat die Öffnung 22 einen Durchmesser zwischen 0,1 und 0,25 mm, während der in dem Druckgefäß 12 wirkende Druckkolben 16 einen Durchmesser von 6 mm hat. Ist der Kolben größer, so kann auch die Öffnung 22 größer gewählt werden.
  • Es ist möglich, den begrenzten Raum 10 unmittelbar an der Pumpe 30 anzubringen. Mit Drücken von 300 bis 800 x 10⁵ Pas­cal oder noch größeren Drücken wird die austretende Flüs­sigkeit explosionsartig zerstäubt. Der entstehende Nebel ist so homogen und fein, daß keine Abfilterung größerer Partikel erforderlich ist. Eine größere Anzahl der Öffnungen 22 in Verbindung mit dem beweglichen Kolben und seiner schließen­den Fläche 24 ist ebenfalls einsetzbar. Jedoch sollten die Querschnitte einer größeren Anzahl von Öffnungen zusammen nicht größer sein als der Öffnungsquerschnitt der einen Öff­nung.
  • Weiterhin umfaßt die Vorrichtung einen Nebeltopf 40 in der Form eines Hohlzylinders mit einem aufsteckbaren Deckel- und Bodenteil. Die Düse 20 ist so am Bodenteil des Nebeltopfs 40 angeordnet, daß die zerstäubte Flüssigkeit in den Nebeltopf gelangt. Der Nebeltopf besteht vorzugsweise aus einem Kunst­stoff wie Acryl und hat eine Wanddicke von etwa 1 cm. Da­durch, daß das Deckel- und Bodenteil leicht abnehmbar und wieder aufsteckbar ist, kann der Nebeltopf ohne Schwierig­keiten gereinigt werden.
  • In der Nähe des Bodenteils bzw. am Bodenteil ist eine Zu­luftöffnung 42 und in der Nähe des Deckelteils bzw. am Deckelteil ist eine Auslaßöffnung 48 vorgesehen. An der Zu­luftöffnung 42 ist ein erster Schalldämpfer 44 angeordnet, der im Innern unter anderem einen Staubfilter 46 aufweist und zum einen der Luftfilterung und zum anderen der Schall­isolation dient. An der Auslaßöffnung 48 ist ein zweiter Schalldämpfer 50 angeordnet, der ebenfalls zur Schallisola­tion dient. Durch die Schalldämpfer kann in vorteilhafter Weise die von der steuerbaren Düse ausgehenden Geräusche ge­dämpft werden. Der zweite Schalldämpfer 50 besteht im we­sentlichen aus einem Hohlzylinder, dessen Durchmesser klei­ner ist als der Durchmesser des Nebeltopfs 40, dessen Boden- und Deckelteil jeweils eine Öffnung haben. Im Innern des Hohlzylinders sind weitere scheibenförmige Blenden angeord­net, die jeweils eine kleine Öffnung aufweisen. Die Öffnun­gen im Boden- und Deckelteil sowie die Öffnungen in den scheibenförmigen Blenden sind bezogen auf die Mittenachse des Schalldämpfers gegeneinander versetzt, so daß die Luft, die aus dem Nebeltopf 40 durch den Schalldämpfer 50 nach außen geleitet wird, nicht auf einem geraden Weg sondern auf einem gewundenen Weg nach außen geleitet wird. Am Ausgang des Schalldämpfers 50 ist über einen Schlauch 56 ein Mund­stück 60 angeschlossen. Im Innern des Mundstücks 60 ist ein Ventil 62 eingebaut, das in einer Richtung öffnet und zwar wenn die Luft aus dem Nebeltopf 40 zum Mundstück geleitet wird und in der entgegengesetzten Richtung schließt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß Außenluft z.B. die ausgeatmete Luft vom Mundstück zurück in den Nebeltopf gelangt.

Claims (23)

1. Verfahren zum Zerstäuben und Vernebeln von flüssigen Stoffen, insbesondere zu Inhalationszwecken, gekenn­zeichnet durch
a) Komprimieren des zu zerstäubenden flüssigen Stoffs mit einem Druck von 300 bis 800 x 10⁵ Pascal, so daß sein Volumen verringert wird,
b) Entlassen des komprimierten flüssigen Stoffs in die normale Atmosphäre mit einem Druck von 1 x 10⁵ Pas­cal, wodurch der flüssige Stoff infolge seines inne­ren hohen Drucks explosionsartig in kleinste Teilchen zerrissen wird und
c) Wiederholen der Verfahrensschritte a) und b) vorzugs­weise mehrere Male.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stoff Vitamine, insbesondere Vitamin A, B, C und/oder E und/oder Lecithin enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 5 Gew.-% Vitamin A und/oder 0,5 bis 5 Gew.-% Vitamin E enthalten sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der flüssige Stoff eine viskose Flüs­sigkeit, vorzugsweise Öl ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß der flüssige Stoff ein pflanzliches Öl, vorzugsweise Erdnußöl ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stoff eine Mischung aus Öl, vorzugsweise Erdnußöl mit 2,5 Gew.-% Vitamin-A-Acetat und 4 Gew.-% Vitamin E-Tocoferol ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stoff eine Mischung aus Öl, vorzugsweise Erdnußöl mit 1,25 % Vitamin-A-Acetat und 0,5 % Vitamin-­E-Tocoferol ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der flüssige Stoff eine salzige Lösung ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Kompression mit einem Druck von 550 x 10⁵ Pascal erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompression mit einem Druck von 430 x 10⁵ Pascal er­folgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß die erzeugten Teilchen eine Größe von etwa 0,5 bis 10 µm³, vorzugsweise etwa 1 µm³ aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­kennzeichnet, daß die erzeugten Teilchen alle in glei­cher Weise elektrisch geladen sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch ge­kennzeichnet, daß bei den Verfahrensschritten a) und b) jeweils etwa 0,25 ml des flüssigen Stoffes zerstäubt werden.
14 Vorrichtung zum Zerstäuben und Vernebeln von flüssigen Stoffen, insbesondere zu Inhalationszwecken, gekenn­zeichnet durch
a) einen Kompressionsraum (10), in dem der zu zerstäu­bende flüssige Stoff mit einem Druck von 300 bis 800 x 10⁵ Pascal komprimiert wird, so daß sein Volumen verringert wird, und
b) mindestens eine gesteuerte Düse (20) , über die der komprimierte flüssige Stoff aus dem Kompressionsraum (10) explosionsartig in die normale Atmosphäre mit einem Druck von 1 x 10⁵ Pascal entlassen wird, wobei der flüssige Stoff infolge seines inneren hohen Drucks in kleinste Teilchen zerreißt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Hochdruckpumpe (30), die über eine Leitung (32) mit dem Kompressionsraum (10) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die gesteuerte Düse (20) mindestens eine kleine Öffnung (22) und einen Schließer (24) aufweist, der abhängig von einem einstellbaren Druck die Öffnung freigibt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (20) bei einem einstellba­ren oberen Druckwert zwischen 300 und 800 x 10⁵ Pascal selbsttätig öffnet und bei einem einstellbaren unteren Druckwert von 200 bis 600 x 10⁵ Pascal selbsttätig schließt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Kompressionsraumes (10) einstellbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (20) so an einem Nebeltopf (40) angeordnet ist, daß die zerstäubten Teilchen in den Nebeltopf entlassen werden.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebeltopf (40) eine Zuluftöffnung (42) und eine Auslaßöffnung (48) aufweist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnung (42) mit einem ersten Schalldämp­fer (44) und die Auslaßöffnung (48) mit einem zweiten Schalldämpfer (50) versehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­zeichnet, daß an der Auslaßöffnung (48) ein Mundstück (60) angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (60) ein Einweg-Ventil (62) aufweist, das öffnet, wenn Luft aus dem Nebeltopf (40) angesaugt wird.
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